微藻生物能源的深刻教訓(xùn)
人類對(duì)可再生能源的渴望及探索從未停止,尤其像微藻生物能源具有無(wú)數(shù)優(yōu)點(diǎn),被認(rèn)為將來(lái)可取代石油的可再生液體燃料。微藻能源歷經(jīng)多次大起大落的曲折命運(yùn)后,能否王者歸來(lái)?
理想很豐滿,現(xiàn)實(shí)很殘酷,誰(shuí)能拯救滄桑的微藻生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè),微藻能源領(lǐng)域的埃隆·馬斯克(創(chuàng)造了SpaceX和特斯拉傳奇),會(huì)有嗎?
從2005年至2012年,來(lái)自風(fēng)險(xiǎn)投資的數(shù)千萬(wàn)美元投入到眾多微藻創(chuàng)業(yè)企業(yè)以期望從微藻中提取油脂并最終生產(chǎn)出生物燃料。
當(dāng)時(shí)企業(yè)家和投資者們對(duì)微藻生物燃料前景一片看好。美國(guó)能源部通過(guò)生物能源技術(shù)辦公室對(duì)微藻生物燃料項(xiàng)目投入了大量資金進(jìn)行賭注,更有行業(yè)倡導(dǎo)者宣稱藻類燃料近在咫尺。
當(dāng)時(shí)有人預(yù)測(cè)到2014年藻類生物燃料的產(chǎn)能將達(dá)到10億加侖。Solazyme公司當(dāng)時(shí)承諾到2012年藻類燃料將實(shí)現(xiàn)極具競(jìng)爭(zhēng)力的價(jià)格。Algenol公司當(dāng)時(shí)計(jì)劃到2009年在墨西哥索諾拉沙漠每年生產(chǎn)1億加侖的燃料乙醇,到2012年將實(shí)現(xiàn)10億加侖燃料乙醇。PetroSun公司計(jì)劃建立1100英畝規(guī)模的微藻養(yǎng)殖場(chǎng)(開(kāi)放池系統(tǒng)),每年生產(chǎn)440萬(wàn)加侖的藻油。
然而,到目前,之前承諾接近10億或者100萬(wàn)加侖的藻類燃料,什么都沒(méi)有實(shí)現(xiàn),也沒(méi)有什么具有競(jìng)爭(zhēng)力的價(jià)格。
今天,少數(shù)幾家能夠生存下來(lái)的藻類公司沒(méi)有辦法只能將產(chǎn)品開(kāi)發(fā)方向調(diào)整到更加昂貴的藻類產(chǎn)品,例如護(hù)膚品添加劑、營(yíng)養(yǎng)品、寵物食品添加劑、動(dòng)物飼料、色素及特種油,其余的大多數(shù)公司已經(jīng)倒閉或者轉(zhuǎn)向其他行業(yè)發(fā)展。
藻類的前景極其撩人(誘惑性)。有些藻類可以積累細(xì)胞干重40%的油脂,通過(guò)進(jìn)一步的選育和基因改造可以進(jìn)一步提高油脂含量。藻類油脂可以轉(zhuǎn)化成柴油、合成石油、燃料丁醇或者工業(yè)化學(xué)品。據(jù)報(bào)道,1英畝土地用于微藻養(yǎng)殖每年可以產(chǎn)生5千到1萬(wàn)加侖的油,其量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)大豆(50加侖)、油菜籽(110-145加侖)、麻風(fēng)樹(shù)(175加侖)、棕櫚(650加侖)及來(lái)自楊樹(shù)的纖維素燃料乙醇(2700加侖)。
目前問(wèn)題在于:微藻能否較為經(jīng)濟(jì)地培養(yǎng)、商業(yè)化規(guī)模的生產(chǎn)藻類燃料來(lái)滿足人們對(duì)液體燃料的需求?藻類生物燃料能否在價(jià)格上競(jìng)爭(zhēng)過(guò)石化燃料?考慮到水資源的可獲得性、能源消耗、微藻培養(yǎng)、采收、干燥、微藻對(duì)光和二氧化碳需求等眾多因素,答案顯然是否定的。
下面是部分嘗試轉(zhuǎn)型的微藻企業(yè)
Algae Floating Systems公司臨時(shí)性的將目標(biāo)從生物燃料轉(zhuǎn)向營(yíng)養(yǎng)品和動(dòng)物飼料市場(chǎng)。
Algenol公司試圖用藍(lán)藻來(lái)直接生產(chǎn)燃料乙醇。在獲得了數(shù)百萬(wàn)美元的政府資金和數(shù)億美元的私募投資后,他們當(dāng)時(shí)宣稱將生產(chǎn)燃料乙醇、汽油、航空煤油和柴油這四種重要的燃料,價(jià)格約在每加侖1.3美元,每年每英畝可以生產(chǎn)8000加侖液體燃料。然而,在2015年,公司解雇了CEO,并將公司的業(yè)務(wù)從生物燃料和固碳轉(zhuǎn)移到了營(yíng)養(yǎng)品開(kāi)發(fā)。
Algae Tec公司是一家澳大利亞開(kāi)展藻油和副產(chǎn)品的低價(jià)股公司。
Algix 公司開(kāi)發(fā)了養(yǎng)魚(yú)和藻類采收設(shè)備。
AlgaeLink 公司是一家光生物反應(yīng)器和商業(yè)化微藻培養(yǎng)設(shè)備的銷售公司。
Aqualow Bionomics 公司曾經(jīng)想從空氣環(huán)境中采收藻類并生產(chǎn)藻油?,F(xiàn)在改名成了NXTFuels公司主要開(kāi)發(fā)生物燃料。
Aurora Biofuels公司在2011年從生物燃料轉(zhuǎn)成食品開(kāi)發(fā),但在獲得了超過(guò)2300萬(wàn)美元的風(fēng)險(xiǎn)投資后不久,2015年該公司破產(chǎn)。
Cellana 公司獲得了美國(guó)能源部(DOE)的資金來(lái)提高微藻生產(chǎn)效率并降低成本。該公司目前生產(chǎn)DHA、EPA藻油、動(dòng)物飼料和生物燃料的原料。
Global Algae Innovations公司正在夏威夷地區(qū)一家發(fā)電廠附近的3.2英畝微藻養(yǎng)殖基地上開(kāi)展生物燃料。該公司從美國(guó)能源部(DOE)獲得了1100萬(wàn)美元的資金
GreenFuel Technologies公司很早就倒閉了,從北極星創(chuàng)投公司、德豐杰投資公司和私募資金等獲得了2700美元的資金后東山再起。
Heliae 公司在2016年從兩家200億的食品大企業(yè)中獲得了8000萬(wàn)美元的資金,已經(jīng)花費(fèi)多年時(shí)間,利用微藻混養(yǎng)培養(yǎng)和發(fā)酵技術(shù)平臺(tái)來(lái)生產(chǎn)營(yíng)養(yǎng)品、護(hù)膚品,或許還有燃料。
OriginOil公司目前改名成 OriginClear,從生物燃料開(kāi)發(fā)轉(zhuǎn)移到了水處理行業(yè)。
PetroAlgae公司改名成了Parabel, 因?yàn)樵摴緩纳锶剂祥_(kāi)發(fā)轉(zhuǎn)移到了食品開(kāi)發(fā)。
Phycal公司主要獲得DOE的資金支持來(lái)開(kāi)發(fā)高產(chǎn)率的微藻養(yǎng)殖和生物煉制技術(shù)。
Pond Technologies公司主要培養(yǎng)微藻來(lái)進(jìn)行生物固碳和生產(chǎn)營(yíng)養(yǎng)品。
Renewable Algal Energy公司獲得了DOE的資金來(lái)開(kāi)展藻油提取和精制技術(shù)。
Sapphire Energy公司目前生產(chǎn)ω-3藻油和動(dòng)物飼料添加劑。該公司之前從比爾蓋茨基金會(huì)和一家風(fēng)險(xiǎn)投資公司獲得了超過(guò)1億美元的支持。
Seambiotic公司采用跑道池系統(tǒng)培養(yǎng)微藻。根據(jù)以色列21C的報(bào)道,該公司目前在中國(guó)建立了商業(yè)化的培養(yǎng)基地來(lái)生產(chǎn)高附加值的營(yíng)養(yǎng)食品添加劑。
Solix公司是一家獲得強(qiáng)資金資助的致力于微藻燃料開(kāi)發(fā)公司,但目前已經(jīng)轉(zhuǎn)向成為蝦青素、DHA和ω-3藻油的供應(yīng)商。
Synthetic Genomics 公司由克萊格.文特爾(創(chuàng)立公司曾與人類基因組計(jì)劃競(jìng)爭(zhēng)的人物)和美孚公司一起創(chuàng)立,并在2017年宣布在微藻燃料方面取得了重要進(jìn)展。
TerraVia (前身為Solazyme公司)已經(jīng)從燃料開(kāi)發(fā)轉(zhuǎn)向微藻食用油、藻粉、蛋白質(zhì)的生產(chǎn),主要用糖作為碳源異養(yǎng)培養(yǎng)轉(zhuǎn)基因微藻的方式進(jìn)行生產(chǎn)。
XL Renewables公司開(kāi)發(fā)了利用牛奶廠廢水生產(chǎn)微藻的系統(tǒng),曾經(jīng)改名成PhycoBiosciences,后來(lái)破產(chǎn)了。
上述這些眾多案例顯然說(shuō)明了微藻能源技術(shù)的不成熟性、以及投資界表現(xiàn)出來(lái)的幼稚性——當(dāng)他們遇到能源項(xiàng)目時(shí)。
除了企業(yè)家不理智的過(guò)渡樂(lè)觀,還有什么教訓(xùn)呢?
投資界對(duì)微藻燃料項(xiàng)目注入了百萬(wàn)千萬(wàn)的資金以期望改變和優(yōu)化現(xiàn)有的能源結(jié)構(gòu)過(guò)程并沒(méi)有實(shí)現(xiàn),甚至其他生物燃料項(xiàng)目也同樣如此。
微藻能源項(xiàng)目涉及到的范圍和內(nèi)容比投資了240億美金的曼哈頓計(jì)劃(第二次世界大戰(zhàn)時(shí)期的美國(guó)原子彈秘密研制項(xiàng)目)或3600億美金的阿波羅登月計(jì)劃還要多。2500萬(wàn)美金的水生物種計(jì)劃項(xiàng)目(1978年至1996年間美國(guó)政府長(zhǎng)期資助由藻類衍生可再生性運(yùn)輸燃料的計(jì)劃)、1億美金的美國(guó)能源部的資金投入及3億美金的風(fēng)險(xiǎn)投資并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)微藻能源夢(mèng),還需要繼續(xù)投入數(shù)以萬(wàn)計(jì)的大量資金和長(zhǎng)時(shí)間的研究工作。
現(xiàn)在看來(lái),還有許多涉及經(jīng)濟(jì)性的關(guān)鍵問(wèn)題需要解決,如副產(chǎn)品、培養(yǎng)基、采收、干燥及制油技術(shù)、反應(yīng)器設(shè)計(jì)和類型等,當(dāng)然還有其他問(wèn)題。
考慮到建立藻類燃料公司存在著的巨大技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)和成本投資,對(duì)其開(kāi)展資本運(yùn)作游戲并沒(méi)有什么道理。大部分(并不是所有)的投資還是以長(zhǎng)期、長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮。但是一想到液體燃料的龐大市場(chǎng)(不是通常的百萬(wàn)元美金、而是數(shù)萬(wàn)億美金規(guī)模的市場(chǎng)),即使成功概率極低,也有很多人愿意進(jìn)行瘋狂賭注。
利用微藻開(kāi)發(fā)海洋藥物,特種油制品、以及廣泛的化學(xué)基產(chǎn)品還是具有非常美好的前景。
但在21世紀(jì),我們會(huì)成功啟動(dòng)微藻生物能源的商業(yè)化引擎嗎?
不可能!
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